基于软开关的双向DC-DC变换电源研究

用较少的开关器件构成一个双向的DC—DC电源变换电路,能将24V蓄电池电压提升至300V,或将300V直流电压变换成24V。电路中使用简单、新颖的开关控制策略,使该电路具有软开关功能。在对电源系统的工作原理进行理论分析的基础上,对其进行仿真和实验,证明系统具有结构简单、工作可靠、转换效率高等特性。     

分布式直流漏源过压保护电路设计

推挽变换器常用于直流电压变换，磁心利用率高，输出功率大。我公司研制的分布式直流电源装置采用推挽变换器将蓄电池的12V提升到220V供负载使用。在调试过程中遇到了严重的漏源过压。本文对此问题作了分析，并设计了可靠的保护电路，实际运行表明，该电路稳定可靠。     

低输入直流电压的单级双向并网变换器设计

为了实现储能系统接入电网,设计了一种可接入低直流电压的双向单级并网变换器.所提出的双向并网变换器包含了1个双向直流变换电路和1个全桥电路.双向直流变换电路具有升压和降压调节能力,可在低输入直流电压和整流后的正弦电压之间执行双向功率转换.全桥电路基于前馈标称电压补偿器和重复控制算法将整流后的正弦电能并入电网,前馈标称电压...     

基于嵌入式系统STM32的三相正弦波交流电源设计与实现

针对逆变电源功耗高、电能转换率低的缺点,以低功耗、高速的STM32处理器为核心,设计一款三相正弦波交流电源,输出正弦信号频率为50 Hz,负载Y型连接时线电压有效值可达24 V,负载线电流有效值最大为2 A。系统由三相逆变驱动主电路、滤波电路、STM32最小系统、信号隔离电路、正弦脉宽调制(SPWM)信号发生器、电压和电流测量电路和LCD显示等功能电路组成。测试结果表明,室温下输入直流电压为36 V,负载线电流有效值I_o在0～2 A间变化时,各相负载调整率不大于0.3%,电能转换效率可达88%。     

直流微电网的电能路由算法

为了减少化石燃料的使用,越来越多的可再生分布式电源被应用到电网中。微电网是分布式电源的有效利用方式,但是在微电网的并网运行中,分布式电源的频率和电压波动会对主电网产生很大的影响,而直流微电网可以抑制这些波动的干扰。同时,用户终端的直流负荷日益增长,直流电网将是未来电网的发展趋势。基于此,构建了一个使用直流电的局域网络,并利用电能信息进行直流电能的分配和路由。在直流局域网中,首先将直流电源进行数字化分组,然后通过电能路由器传输分组电能及其信息,实现分布式电源和负载之间的电能供需平衡。最后给出了基于连续最短路径的电能路由算法,并对算法进行了仿真和分析。     

链路电源技术在Pyxos嵌入式网络中的应用

为了降低了Pyxos嵌入式网络的成本、占用空间和使用的复杂性,介绍了链路电源技术在Pyxos嵌入式网络中的应用,利用电源变压器、整流滤波电路、稳压电路和直流电源滤波器所设计的链路直流供给电源模块向网络供给24V直流电,利用交流滤波电路和电源变压器所设计的链路交流供给电源模块向网络供给24V交流电,链路节点电源模块采用低通滤波器将同一电缆同时传输电源信号和数据信号的电源信号输入Pyxos节点并通过开关电源电路向Pyxos芯片提供5．5V的工作电压。为保证网络性能可靠,还提出了确定Pyxos节点与链路供给电源模块的距离的方法。实际应用表明链路电源技术降低了设备的安装时间和成本。     

TOPⅡ V3型电源系统

由南京汇巨电子技术研究所研制开发的TOPⅡ V3型电源系统是一种由高速微控制器控制的直流电源。产品在市电供给正常时，由开关向负载供电，并对后备的铅酸蓄电池充电，当市电失电时，自动切换成由后备铅酸蓄电池向负载供电。     

用于蓄电池充放电系统的三相可逆Z源变流器

研究了能量可双向流动的三相可逆Z源变流器,并将其成功应用于蓄电池充放电系统.利用Z源网络独特的升降压特性,实现了蓄电池电压大范围变化时的充放电控制,满足了不同规格蓄电池组的充放电要求.对控制系统进行了详细的设计和分析,研究了一种加入直通零矢量的可逆Z源变流器的串联双环控制方案,实现了网侧电流的单位功率因数运行.最后,分别在110V和220V蓄电池充放电装置上进行了实验,实验结果验证了方案的正确性.     

一种新颖的全数字式双向恒流源电路的设计

针对采用蓄电池作为后备电源的系统,设计出一套新颖的双向工作恒流电路。该电路既可实现蓄电池对低压负载的大电流放电,又可以对蓄电池本身进行恒流充电。同时,本文提出了一套全数字化控制方案,不仅实现了双向电路的恒流控制,而且对蓄电池本身进行了能量管理,使电路具有浮充和欠压保护等功能。另外,通过软件编程,采用数字控制可以很方便地实现电路的恒流、恒压、恒功率等控制功能,从而使电路具有很强的实用性。实验采用TI公司的F2407ADSP芯片作为控制核心,结果表明,该数控电路具有很好的恒流效果,可以用于电力、通讯系统的后备电源中。     

基于模块化结构的电气化铁路统一电能质量控制器

提出了2种基于模块化结构的铁道统一电能质量控制器主电路拓扑,2种拓扑交流侧均采用链式结构,具有良好的谐波特性。针对链式结构变流器存在的直流电压平衡问题,建立了所述拓扑中电容电压的数学模型,并对现有各种直流电压平衡控制策略的优缺点及存在有功功率双向流动的背靠背变流器的适用性进行了分析。结果表明,电容电压中的直流分量分别与吸收和发出有功功率侧变流器的调制比成正相关和反相关的关系。最后,给出了铁道统一电能质量控制器装置级控制策略,并通过仿真实例证明了所述拓扑和控制策略的正确性。     

A Multi-Functional Single-Stage Power Electronic Interface for Plug-In Electric Vehicles Application

This paper proposes a Zeta-derived non-isolated single-stage power electronic interface for on-board application of plug-in electric vehicles, which provides all modes (plug-in charging, propulsion, and regenerative braking) of vehicle operation. In addition, the proposed converter can charge the battery through universal input voltage range, i.e., 90–260 V due to buck/boost operations in plug-in charging mode. In propulsion and regenerative braking modes, the proposed converter operates as conventional boost and buck DC/DC converter, respectively. Compared to existing single-stage converters, the proposed converter has least components to those converters which have buck/boost operation in plug-in charging mode. A voltage/current stresses and loss analysis of the converter have been investigated for each mode of converter operation. Detailed simulation and experimental results are given to show the effectiveness of the proposed converter.     

一种新型结构的电力电子变压器

电力电子变压器是一种新型智能电力变压器,在配电网中应用前景广阔。本文提出了一种新的模块化电力电子变压器拓扑结构,将双向隔离DC/DC变换器与模块化多电平变换器子模块连接在一起,直接得到低压直流输出,并利用四桥臂变换器产生低压交流输出,这种结构方式更利于模块化设计,减小装置体积。文中给出了模块化多电平变换器,双向隔离DC/DC变换器以及四桥臂变换器的控制方法,最后通过仿真和实验验证了该拓扑的性能。     

高功率因数锂电池化成能量回馈系统

电池化成作为电池生产过程中的关键工序关系到电池的特性和质量,并直接影响电池的生产成本。设计了一套带能量回馈功能的高功率因数锂电池化成系统,包含监控、AC/DC双向变流器和DC/DC双向变换器。AC/DC双向变流器可实现能量的双向传递和交流侧高功率因数,双向DC/DC变换器用于实现锂电池的充、放电。对AC/DC双向变流器和双向DC/DC变换器的工作原理进行了分析,并通过实验对实验样机进行功能验证。     

利用磁能降低直流母线电压的两级PFC拓扑

介绍了一种新型的两级功率因数校正变换器电路。文中对其结构和工作原理进行了分析,提出了当输出负载较轻时,存在于隔离变压器初级的激磁电流可用于减小直流母线电压。最后给出了一种240W的实验电路模型。实验结果和波形证明了上述分析的正确性。     

High‐power‐factor single‐switch AC to DC converter for LED lighting

In this paper, we report a novel single‐switch AC to DC step‐down converter suitable for light emitting diodes. The proposed topology has a buck and a buck–boost converter. The circuit is designed to operate in the discontinuous conduction mode in order to improve the power factor. In this topology, a part of the input power is connected to the load directly. This feature of the proposed topology increases the efficiency of power conversion, improves the input power factor, produces less voltage stress on intermediate stages, and reduces the output voltage in the absence of a step‐down transformer. The theoretical analysis, design procedure, and performance of the proposed converter are verified by simulation and experiment. A 36 V, 60 W prototype has been built to demonstrate the merits of this circuit. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Photovoltaic based distribution static compensator for power quality improvement

This paper deals with a model of photovoltaic (PV) array or battery operated DC/DC boost converter fed three-leg VSC (Voltage Source converter) with star delta transformer for power quality improvement. A synchronous reference frame theory is proposed for three-phase four-wire DSTATCOM (Distribution Static Compensator) which includes voltage source converter and a dc link capacitor. The proposed DSTATCOM provides reactive power compensation, source harmonic reduction and neutral current compensation at the point of common coupling (PCC). The PV array or battery operated boost converter is used to step up the voltage to match the DC link requirement of the three-leg VSC. The main advantage of this proposed approach is that, it will provide continuous compensation for the whole day. The star/delta transformer provides isolation to the VSC and path to the zero sequence fundamental as well as harmonics neutral current. To derive the reference current in order to generate the firing pulse to the VSC, the overall system is designed, developed and validated by using MATLAB–SIMULINK environment.     

一种并联输入并联输出的宽范围双向隔离DC/DC变换器

目前,DC/DC变换器广泛应用于新能源发电、电动汽车以及锂电池化成分容等领域。针对低压大电流双向功率传输应用场合,提出了一种输入并联输出并联的宽范围双向隔离DC/DC变换器。该变换器由2个相同的两级式DC/DC变换器组成,前级采用高效率LLC谐振变换器作为直流变压器,以实现电气隔离;后级采用交错式Buck/Boost变换器,保证宽范围电压输出和高动态性能。所提变换器能够实现功率的双向传输,且采用了一种功率方向改变时,无需进行功率流向判断与开关逻辑切换的调制策略,简化了系统的控制策略并提高可靠性。设计了1台3 kW的实验装置,实验结果验证了所提变换器及其控制方法的可行性和有效性。     

带耦合电感的双向DC/DC变换器电路分析

利用双向DC/DC变换器电路,实现了不间断电源(UPS)蓄电池充放电系统中能量的双向流动及直流总线电压的稳定,从而提高了系统效率;通过添加耦合电感,使DC/DC变换器具有高升降压比,从而减少了铅酸蓄电池的单体个数,降低了UPS系统的总成本。在此,分析了一种带耦合电感的双向DC/DC变换器电路;详细分析了变换器的工作原理和主电路参数设计,通过仿真与实验验证了该方案的可行性。     

Single‐stage single‐switch PFC converter for wide‐input extreme step‐down voltage applications

This paper presents a new single‐stage single‐switch high power factor correction AC/DC converter suitable for low‐power applications (< 150 W) with a universal input voltage range (90–265 V_rms). The proposed topology integrates a buck–boost input current shaper followed by a buck and a buck–boost converter, respectively. As a result, the proposed converter can operate with larger duty cycles compared with the existing single‐stage single‐switch topologies, hence, making them suitable for extreme step‐down voltage conversion applications. Several desirable features are gained when the three integrated converter cells operate in discontinuous conduction mode. These features include low semiconductor voltage stress, zero‐current switch at turn‐on, and simple control with a fast well‐regulated output voltage. A detailed circuit analysis is performed to derive the design equations. The theoretical analysis and effectiveness of the proposed approach are confirmed by experimental results obtained from a 100‐W/24‐V_dc laboratory prototype. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.